بررسی اثر پارامترهای فرایند قالبگیری تزریقی ABS و PP به کمک آب با استفاده از روش بهینه سازی تابع هدف با معیارهای چندگانه (OEC)

محورهای موضوعی : Manufacturing process monitoring and control

طاهر ازدست ¹ ( استادیار گروه مهندسی مکانیک-ساخت و تولید، دانشگاه ارومیه )
زهرا محمدیان ² ( دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک-ساخت و تولید، دانشگاه ارومیه )
امیر حسین بهروش ³ ( دانشیار گروه مهندسی مکانیک-ساخت و تولید، دانشگاه تربیت مدرس )
احمدضیاء احمدزی ⁴ ( دانشجوی دکتری گروه مهندسی مکانیک-ساخت و تولید، دانشگاه تربیت مدرس )

تاریخ دریافت : 1392/10/19 تاریخ پذیرش : 1392/10/19 تاریخ انتشار : 768/05/11

کلید واژه: بهینه سازی, قالب گیری تزریقی به کمک آب, طراحی آزمایشات به روش تاگوچی, معیارهای چندگانه,

چکیده مقاله :

در این تحقیق از بهینه‌سازی تابع هدف طراحی آزمایشی تاگوچی برای یافتن شرایط بهینه فرایند قالبگیری تزریق به‌کمک آب برای دو پلیمر ABS و PP استفاده شده است. به منظور قالبگیری تزریقی نمونه‌‌ها، قالب لوله‌ای دو سر با حفره مواد اضافه و نازل تزریق آب طراحی و ساخته شد. با توجه به اینکه توابع هدف مختلفی در این فرایند مدنظر است، لذا از روش بهینه‌سازی تابع هدف با معیارهای چندگانه کلی (OEC)استفاده شد. نوع مشخصه کیفی بزرگتر‌- بهتر برای تابع هدف OEC مورد استفاده قرار گرفت. توابع هدف خروجی در این تحقیق برای قطعات تولید شده میزان نفوذ آب در داخل قطعه و اختلاف بیشترین و کمترین انقباض در طول قطعه انتخاب شدند. سه متغیر زمان نگهداری، دمای قالب و زمان تأخیر به عنوان متغیرهای کنترل در نظر گرفته شدند. آرایه ارتوگونال استاندارد M9 تاگوچی برای طراحی استفاده گردید و از آنالیز واریانس(ANOVA) نتایج برای تجزیه و تحلیل آماری نتایج استفاده شد. . نتایج OEC نشان داد که در بین متغیرها، برای پلیمر ABS پارامتر زمان تأخیر بیشترین تأثیر را روی مشخصه کیفی محصول تولیدی داشته است و پس از آن دمای قالب و زمان نگهداری به ترتیب بر روی فرایند قالبگیری تزریقی به‌کمک آب مؤثر بوده‌اند ودر پلیمر PP فاکتور زمان نگهداری مؤثرترین فاکتور بر روی مشخصه کیفی محصول تولیدی بوده و پس از آن به‌ترتیب زمان تأخیر و دمای قالب بر مشخصه کیفی تاثیر داشته‌اند.

منابع و مأخذ:

[1]     Avery, J., “Hand Book of Gas Assisted Injection Molding: Principles and Applications”, HanserPublication, Munich, 2001.

[2]     ByungOhk Rhee, Hung-KyuAhn  “Gas  Assisted  Injection Molding  of  aVacuum Cleaner Body” SPE ANTEC Tech Paper, 1999.

[3]     A. H. Behravesh, F. AlaolMohaddesin,“Experimental Investigation of Gas Assisted Injection Molding Process” Iranian Fifth Seminar on Polymer Science and Technology, 2000.

[4]     Tim Jűntgon, Walter, “The Water Injection Technique (WIM) as an Attractive Alternative and Supplement to Gas-Assisted Injection Molding (GAIM)”, SPE ANTEC Tech Paper, 2002.

[5]     R.Protte, “Water-Assisted Injection Molding with Bayer Polymers”, Injection Molding Technical Information, Bayer Polymer Co, 2003.

[6]     A.H.Behravesh, A.H.Habibzadeh, “Design and manufacture of Gas Nozzle in GasAssisted Injection Molding Process”, Proceeding of Fifth Conference ofManufacturing and Production Engineering of Iran, 2003.

[7]     A. H. Behravesh, AlaolMohaddesin, N.Habibzadeh, “Experimental Studies on Filling Process and Warpage Elimination in Gas Assisted Injection Molding Process”, Proceeding of 19th Canadian Congress of Applied Mechanics, Calgary, Canada, 2003.

[8]     Shih-Jung Liu, Yen-Show Chen, “Water Assisted Injection Molding of Thermoplastic Materials” SPE ANTEC Tech Paper, 2004.

[9]     Shih-Jung Liu, Shih-Po Lin, “Study of ‘fingering’ in Water Assisted Injection Molded Composites” SPE ANTEC Tech Paper, 2005.

[10] Shin Hwang, Pei-Min Hsu, And Zhong-Min Pan, “The Study of Thewater Assisted Injection Molding Process” SPE ANTEC Tech Paper, 2006.

[11] Jian-Min He, Han-XiongHuang,“Predicting Processing Parameters for Water-Assisted Injection Molding  Based on Inverse Ga-Lmbp Neural Network” SPE ANTEC Tech Paper 676, 2007.

[12] Han-Xiong Huang, Zhi-Wu Deng AndXu-Hui Liu, “Penetration Length, Thickness And Crystallization Behavior of Water-Assisted Injection Molded Part” SPE ANTEC Tech Paper 2543, 2007.

[13] Sh. J. Liu, W. R. Lin, K. Y. Lin, “Morphological Development in Water Assisted Injection Molded Polyethylene/Polyamide-6 Blends”, Polym. Adv. Technol, 2009.

[14] K. Lin, F. Chang, Sh. Liu “Using Different Mold Temperatures to Improve the Residual Wall Thickness Uniformity Around Curved Sections of Fluid Assisted Injection Molded Tubes”, International Communications in Heat and Mass Transfer, 2009.

[15] M. S. Phadke, “Quality Engineering Using Robust Design”, Prentice-Hall International, Inc, 1989.

[16] K. R. Roy, “A Primer on the Taguchi Method”, Competitive Manufacturing Series, Van Nostrand Reinhold International Company, 1990.

[17] A. Z. Ahmadzai, A. H. Behravesh“An Experimental Investigation on Water Penetration in the Process of Water Assisted Injection Molding of Polypropylene”,Polimery, 2009

[18] K. Majidzadeh-Ardakani, B. Nazari, “Improving the Mechanical Properties of Thermoplastic Strach/Poly(Vinyl Alcohol)/Clay Nanocomposites”, Composite Sci. and Tech, 2010.

[19] A. Ahmadzai, “Experimentally Investigates the Effect of Processing Parameters on Water Assisted Injection Molding”, M.Sc thesis, TarbiatModares University, 2008.